在 5G 與 AI 技術(shù)蓬勃發(fā)展的時(shí)代,數(shù)據(jù)傳輸速率呈指數(shù)級增長,對 PCB(印刷電路板)的性能提出了前所未有的挑戰(zhàn)。5G 網(wǎng)絡(luò)要求信號傳輸速度達(dá)到每秒數(shù) Gb 甚至更高,而 AI 芯片的海量數(shù)據(jù)處理需求,也需要 PCB 具備超高速、低延遲、抗干擾的信號傳輸能力。面對雙重壓力,PCB 究竟如何保障信號的穩(wěn)定傳輸?
PCB優(yōu)化板材與介電性能
傳統(tǒng)的 PCB 板材在高頻信號傳輸下會(huì)產(chǎn)生較大的損耗和延遲,難以滿足 5G 與 AI 的需求。新型低介電常數(shù)(Dk)和低介質(zhì)損耗因子(Df)的材料應(yīng)運(yùn)而生。例如,采用特殊改性的環(huán)氧樹脂或聚四氟乙烯(PTFE)基材,能有效降低信號在傳輸過程中的衰減和失真。以 PTFE 材料為例,其 Dk 值可低至 2.1,相比傳統(tǒng) FR-4 材料,信號傳輸損耗降低 30% 以上。同時(shí),這些材料還具備良好的耐熱性和穩(wěn)定性,可適應(yīng) 5G 設(shè)備與 AI 芯片高發(fā)熱的工作環(huán)境,從源頭上保障信號傳輸質(zhì)量。
電路板革新布線與層疊設(shè)計(jì)
為應(yīng)對高速信號傳輸,PCB 的布線規(guī)則和層疊結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性變化。在布線方面,采用差分信號傳輸技術(shù),通過兩條緊密耦合的線路傳輸相同信號的正負(fù)相位,有效抑制電磁干擾(EMI)和信號串?dāng)_。同時(shí),嚴(yán)格控制走線長度、寬度和間距,避免出現(xiàn)直角或銳角走線,減少信號反射。在層疊設(shè)計(jì)上,增加信號層與地層的數(shù)量,優(yōu)化電源層與地層的布局,形成低阻抗的電源分配網(wǎng)絡(luò)。例如,采用對稱層疊結(jié)構(gòu),將信號層夾在兩個(gè)地層之間,利用地層屏蔽外界干擾,為高速信號提供穩(wěn)定的傳輸環(huán)境。
線路板引入先進(jìn)制造工藝
高精度的制造工藝是保障信號穩(wěn)定傳輸?shù)年P(guān)鍵。激光鉆孔技術(shù)取代傳統(tǒng)機(jī)械鉆孔,可實(shí)現(xiàn)孔徑小于 0.1mm 的微小孔加工,提高布線密度的同時(shí)減少孔壁粗糙度,降低信號傳輸損耗。在電鍍工藝上,采用脈沖電鍍技術(shù),使銅層更加均勻、致密,提升信號傳輸?shù)膶?dǎo)電性和穩(wěn)定性。此外,借助盲埋孔技術(shù),將孔隱藏在 PCB 內(nèi)部,減少通孔對信號傳輸?shù)挠绊懀M(jìn)一步優(yōu)化信號完整性。
完善電磁屏蔽與散熱設(shè)計(jì)
5G 與 AI 設(shè)備中,多個(gè)高頻器件和高速信號線路密集分布,極易產(chǎn)生電磁干擾。PCB 通過添加金屬屏蔽罩、采用電磁屏蔽材料涂覆等方式,將干擾信號隔離在特定區(qū)域。同時(shí),優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)也至關(guān)重要,因?yàn)楦邷貢?huì)導(dǎo)致材料性能下降,影響信號傳輸。在 PCB 中嵌入散熱銅箔、導(dǎo)熱硅膠或采用埋銅塊技術(shù),快速將熱量散發(fā)出去,確保 PCB 在適宜的溫度下穩(wěn)定工作。
PCB廠講面對 5G 與 AI 帶來的雙重挑戰(zhàn),PCB 從材料、設(shè)計(jì)、工藝到防護(hù)等多個(gè)維度進(jìn)行全面升級,以滿足高速信號穩(wěn)定傳輸?shù)膰?yán)苛要求。這些技術(shù)突破不僅推動(dòng)了 PCB 行業(yè)的發(fā)展,更為 5G 與 AI 技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。